KR20200015044A - Device for providing water in tuyere - Google Patents

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Abstract

Provided is a device for providing water in a tuyere. According to the present invention, the device for providing water in a tuyere comprises: an oxygen supply pipe connected to a tuyere of a melting furnace to supply oxygen or gas including the oxygen to the tuyere; and a water spray nozzle installed on a side surface of the oxygen supply pipe to supply water to the inside of the melting furnace.

Description

풍구 수취입 장치{DEVICE FOR PROVIDING WATER IN TUYERE}Fenggu import device {DEVICE FOR PROVIDING WATER IN TUYERE}

본 발명은 풍구 수취입 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tuyere receiving apparatus.

일반적으로, 파이넥스(FINEX) 등으로 알려진 용융환원제철 공정의 용융로는 노내 가스량을 낮게 유지하기 위하여 질소를 제거하고 상온의 산소를 풍구로 취입하므로 가스 발열량이 높고 연소대의 온도가 지나치게 상승하게 된다. In general, the melting furnace of a molten iron reduction process known as FINEX and the like removes nitrogen and blows oxygen at room temperature into the air vents in order to keep the amount of gas in the furnace low.

이를 해결하기 위하여, 연소대에서 산화규소(SiO) 가스 발생량을 줄이고 내부의 온도를 낮추기 위해 연소대에 취입하는 산소를 포함하는 기체와 함께 스팀을 혼합하여 취입하는 기술이 개시되었다. In order to solve this problem, a technique of mixing and blowing steam together with a gas containing oxygen blown into a combustion zone to reduce the amount of silicon oxide (SiO) gas generated in the combustion zone and to lower the internal temperature has been disclosed.

그러나, 상온의 산소를 취입하는 용융로에서 냉풍에 스팀을 혼합 할 경우 스팀이 기체에서 액체로 상변화를 일으켜 배관 내 응축이 발생하고 각 풍구 지관별로 고르게 취입되지 않으며 응축된 물이 산소의 유량마저 불균일하게 하는 등의 문제점이 있었다. However, when steam is mixed with cold air in a melting furnace that blows oxygen at room temperature, steam causes a phase change from gas to liquid, condensation occurs in the pipe, and it is not evenly blown at each branch pipe, and the condensed water is uneven even at the flow rate of oxygen. There was a problem such as.

또한, 각 지관 별로 스팀 유량계를 설치하여 용융로에 산소가 취입되기 직전에 스팀을 혼합하는 방법도 있으나, 고가의 스팀 유량계를 모든 지관에 하나씩 설치해야 하는 비용적 리스크가 있으며, 스팀 자체의 가격도 비싸 생산 원가가 상승하는 단점이 있었다.In addition, there is a method of mixing steam just before oxygen is injected into the melting furnace by installing a steam flowmeter for each branch, but there is a cost risk of installing an expensive steam flowmeter one by one in all branches, and the price of steam itself is expensive. There was a downside to rising production costs.

그리고, 송풍 기체에 스팀을 혼합하지 않고 풍구에 직접 수취입 라인을 설치하여 용융로 노 내로 직접 물을 취입하는 기술도 개시되어 있다. Also disclosed is a technique of directly injecting water into a blast furnace by injecting water directly into a tuyere without mixing steam in the blowing gas.

그러나, 이러한 방법은 물의 취입 속도가 충분치 않아 물이 연소대 내부로 유입되지 못하게 되어 연소대 온도를 저하하는 기능을 충분히 수행할 수 없다. However, such a method is not sufficient to perform the function of lowering the temperature of the combustion zone because the rate of blowing of water is insufficient to prevent the water from flowing into the combustion zone.

또한, 용융로에 물을 취입하는 조업은 상시 필요한 조업이 아닌 용선 중 Si 함량이 높거나 용선온도가 지나치게 높을 때만 한시적으로 사용할 수 있는 조업 방법이다.In addition, the operation of blowing water into the melting furnace is an operation method that can be used for a limited time only when the Si content of the molten iron is high or the molten iron temperature is too high.

그리고, 수취입을 하지 않을 때는 고온에 노출된 수취입 라인이 막히거나 손상되지 않도록 질소를 지속적으로 취입해야 하는 문제점이 있었다. In addition, when the import is not performed, there is a problem in that nitrogen is continuously blown so that the receiving line exposed to high temperature is not blocked or damaged.

본 발명은 용융환원제철 공정에서 연소대 온도가 지나치게 상승하여 용선 내 Si 함량 증가를 방지하기 위하여 용융로의 풍구에 상온의 산소와 함께 상온의 물을 분사 취입하여 연소대의 온도를 안정화시킬 수 있는 풍구 수취입 장치를 제공하고자 한다.In the present invention, in order to prevent an increase in the temperature of the combustion zone in the molten reduction steelmaking process, in order to prevent an increase in the Si content in the molten iron, a blowhole for stabilizing the temperature of the combustion zone can be stabilized by injecting water at room temperature with oxygen of normal temperature into the air vent of the melting furnace. To provide a mouth device.

본 발명의 일 구현예에 따른 풍구 수취입 장치는, 용융로의 풍구에 연결되어 산소 또는 산소를 포함하는 기체를 풍구에 공급하기 위한 산소 공급관을 포함할 수 있다. The tuyere intake apparatus according to an embodiment of the present invention may include an oxygen supply pipe connected to the tuyere of the melting furnace to supply gas containing oxygen or oxygen to the tuyere.

또한, 풍구 수취입 장치는, 산소 공급관의 측면에 설치되어 산소 공급관 내부를 흐르는 산소 또는 산소를 포함하는 기체를 기송 매체로 하여 상기 용융로 내부로 물을 공급하기 위한 수분사 노즐을 포함할 수 있다. In addition, the apparatus for receiving a tuyere may include a water spray nozzle for supplying water into the melting furnace using a gas containing oxygen or oxygen flowing in the oxygen supply pipe and flowing through the inside of the oxygen supply pipe.

산소 공급관은, 풍구 내에 삽입되는 삽입부와, 삽입부와 연결되고 용융로의 노체 외부로 노출되며 풍구에 산소를 취입하기 위한 산소 메인 배관과 연결되는 연결부를 포함할 수 있다. The oxygen supply pipe may include an insertion part inserted into the tuyere and a connection part connected to the insertion part and exposed to the outside of the furnace body of the melting furnace and connected to an oxygen main pipe for blowing oxygen into the tuyere.

수분사 노즐은 산소 공급관의 연결부에 설치되는 것일 수 있다. The water spray nozzle may be installed at the connection portion of the oxygen supply pipe.

수분사 노즐은 풍구의 유입구에 근접 설치되는 것일 수 있다. The water spray nozzle may be installed close to the inlet of the air port.

수분사 노즐에 의하여 분사되는 물 입자의 크기는, 10 마이크로 미터 내지 500 마이크로 미터 범위로 설정되는 것일 수 있다. The size of the water particles sprayed by the water spray nozzle may be set to a range of 10 micrometers to 500 micrometers.

수분사 노즐은 산소 공급관의 길이 방향에 대하여 비스듬하게 배치되어 산소 공급관에 설치되는 것일 수 있다. The water spray nozzle may be disposed obliquely with respect to the longitudinal direction of the oxygen supply pipe and installed in the oxygen supply pipe.

수분사 노즐은, 산소 공급관의 길이 방향에 대하여 5도 내지 30도의 범위로 설정되는 각도를 두고 산소 공급관에 설치될 수 있다. The water spray nozzle may be installed in the oxygen supply pipe at an angle set in a range of 5 degrees to 30 degrees with respect to the longitudinal direction of the oxygen supply pipe.

수분사 노즐은 산소 공급관에 삽입되어 설치된 노즐 팁을 포함할 수 있다. The water spray nozzle may include a nozzle tip inserted into the oxygen supply pipe and installed.

수분사 노즐은, 물에 압력을 가하여 분사하는 일류체 노즐, 또는 물과 함께 다른 기체를 혼합하여 물 입자를 미세 입자로 분사하는 이류체 노즐인 것일 수 있다. The water spray nozzle may be a single-fluid nozzle spraying by applying pressure to the water, or a double-fluid nozzle injecting water into fine particles by mixing another gas with water.

수분사 노즐은 일류체 노즐을 포함하며, 일류체 노즐의 물의 분사압은 산소 공급관 내의 산소의 압력보다 0.5 내지 1.5 bar 높게 설정되는 것일 수 있다. The water spray nozzle includes a hydraulic nozzle, and the injection pressure of the water of the hydraulic nozzle may be set to 0.5 to 1.5 bar higher than the pressure of oxygen in the oxygen supply pipe.

수분사 노즐은 이류체 노즐을 포함하며, 물과 함께 취입하는 기체는 질소, 공기, 산소 중 어느 하나의 기체 또는 이들을 혼합한 기체인 것일 수 있다. The water spray nozzle includes a two-fluid nozzle, and the gas blown with water may be one of nitrogen, air, oxygen, or a mixture of these.

이류체 노즐에 산소가 포함된 기체를 사용할 경우, 기체에 포함된 산소량만큼 산소 공급관에 공급되는 산소량을 저감하는 것일 수 있다. When using a gas containing oxygen in the two-fluid nozzle, it may be to reduce the amount of oxygen supplied to the oxygen supply pipe by the amount of oxygen contained in the gas.

본 발명의 구현예에 따르면, 물은 압력을 가해도 밀도가 크게 변하지 않아 유량제어가 편리하며 스팀에 비해 저가일 뿐만 아니라, 액상에서 기상으로 상변화 시 많은 양의 열을 흡수하기 때문에 적은 양을 취입하여도 연소대 온도 조절 효과가 크며 SiO 가스의 발생량을 저감할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the water does not change the density greatly when pressure is applied, so it is convenient to control the flow rate and is inexpensive as compared with steam, and absorbs a large amount of heat when changing the phase from the liquid phase to the gas phase. Even if blown in, the combustion zone temperature control effect is large and the amount of SiO gas generated can be reduced.

또한, 반응의 결과로서 생성되는 수소는 노 내에서 환원가스로 작용하며, 환원철과의 반응 속도가 일산화탄소에 비해 빠르기 때문에 노심 내 미분의 제거, 환원력 증대 등의 효과를 가져올 수 있다. In addition, the hydrogen generated as a result of the reaction acts as a reducing gas in the furnace, and the reaction rate with the reduced iron is faster than carbon monoxide, which can bring about effects such as removal of fines in the core and an increase in reducing power.

또한, 수분사 노즐의 노즐 팁이 용융로 노 내에 노출되어 있지 않고 냉온의 산소 공급관에 연결되어 있기 때문에, 수분사를 하지 않는 조업 시에도 수분사 노즐 라인을 보호하기 위한 별다른 조치가 필요 없다는 장점이 있다. In addition, since the nozzle tip of the water spray nozzle is not exposed in the furnace and is connected to a cold oxygen supply pipe, there is an advantage that no action is required to protect the water spray nozzle line even when the operation is not performed. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구 수취입 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 물 입자의 크기와 중력에 의해 물 입자가 수직으로 낙하하는 속도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for receiving a tuyere according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the relationship between the size of water particles and the rate at which water particles fall vertically by gravity.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art can easily understand, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention. Where possible, the same or similar parts are represented using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는" 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used below is merely to refer to specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of “comprising” embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used below have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in advance are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구 수취입 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 물 입자의 크기와 중력에 의해 물 입자가 수직으로 낙하하는 속도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for receiving a tuyere according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing a relationship between a size of water particles and a velocity at which water particles fall vertically by gravity.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구 수취입 장치는, 용선 내 Si 함량 증가를 방지하기 위하여 용융로 풍구에 상온의 산소와 함께 상온의 수분을 분사 취입하여 연소대의 온도를 안정화시킬 수 있는 장치이다.Referring to Figures 1 and 2, in order to prevent the increase in the tuyere in accordance with an embodiment of the present invention, in order to prevent the increase of the Si content in the molten iron, the injection of the water at room temperature with the oxygen of the room temperature in the melting furnace tuyere temperature of the combustion zone It is a device that can stabilize.

용융환원제철 공정의 용융로(10)에는 설정된 높이에 일정한 각도로 복수개의 풍구(20)가 설치될 수 있다. In the melting furnace 10 of the molten iron reduction process, a plurality of tuyere 20 may be installed at a predetermined angle at a predetermined height.

풍구(20)는 용융로(10)의 원주 방향에 설정된 간격으로 설치되어 용광로 내부로 열풍과 미분탄 등을 취입할 수 있다. The tuyere 20 may be installed at intervals set in the circumferential direction of the melting furnace 10 to blow hot air and pulverized coal into the furnace.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍구 수취입 장치는, 용융로(10)의 풍구(20)에 연결되어 산소 또는 산소를 포함하는 기체를 각각의 풍구(20)에 공급하기 위한 산소 공급관(100)을 포함할 수 있다. The apparatus for receiving a tuyere according to an embodiment of the present invention is connected to the tuyere 20 of the melting furnace 10 to supply an oxygen supply pipe 100 for supplying gas containing oxygen or oxygen to each tuyere 20. It may include.

산소 공급관(100)은 산소 공장 등에서 생산된 산소를 각각의 풍구(20)로 취입하기 위한 산소 메인 배관(30)에 연결될 수 있다. The oxygen supply pipe 100 may be connected to an oxygen main pipe 30 for blowing oxygen produced at an oxygen factory into each tuyere 20.

또한, 상기 산소 공급관(100)의 측면에 설치되어, 산소 공급관(100) 내부를 흐르는 산소 또는 산소를 포함하는 기체를 기송 매체로 하여 용융로(10) 내부로 물을 공급하기 위한 수분사 노즐(200)을 포함할 수 있다. In addition, the water spray nozzle 200 is provided on the side of the oxygen supply pipe 100, the water supply nozzle 200 for supplying water into the melting furnace 10 by using a gas containing oxygen or oxygen flowing through the oxygen supply pipe 100 as a pneumatic medium ) May be included.

풍구(20)는 용융로(10)의 노체(11)를 관통하여 삽입되어 산소 공급관(100)을 지지하고 배관 보호를 위한 냉각수 라인 및 미분탄 취입 라인 등을 포함할 수 있다. The tuyere 20 may be inserted through the furnace 11 of the melting furnace 10 to support the oxygen supply pipe 100 and include a cooling water line and a pulverized coal blowing line for protecting the pipe.

풍구(20)는 유입구(21)와 배출구(23)를 갖는 취입 통로를 형성하며, 전체적으로 유입구(21)로부터 배출구(23)쪽으로 직경이 점차 작아지게 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. The tuyere 20 forms an intake passage having an inlet 21 and an outlet 23, and may be formed in a tapered shape such that the diameter thereof gradually decreases from the inlet 21 to the outlet 23.

산소 공급관(100)은 풍구(20) 내에 삽입되는 삽입부(110)와, 삽입부(110)와 연결되고 용융로(10)의 노체(11) 외부로 노출되며 산소 메인 배관(30)과 연결되는 연결부(120)를 포함할 수 있다. The oxygen supply pipe 100 is connected to the insertion part 110 and the insertion part 110 inserted into the tuyere 20, exposed to the outside of the furnace body 11 of the melting furnace 10, and connected to the oxygen main pipe 30. The connection part 120 may be included.

삽입부(110)의 직경은 연결부(120)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. The diameter of the insertion part 110 may have a diameter smaller than the diameter of the connection part 120.

삽입부(110)의 일단부와 연결부(120)의 사이에는 연결부(120)와 연결되면서 직경이 점차 변화되는 테이퍼부 형상으로 형성수 있다. Between the one end of the insertion portion 110 and the connecting portion 120 may be formed in the shape of a tapered portion that is gradually changed in diameter while being connected to the connecting portion 120.

산소 공급관(100)은 풍구(20)의 길이 방향 중심선(도 1의 X-X선)과 동일한 중심선을 가질 수 있다. The oxygen supply pipe 100 may have the same center line as the longitudinal center line (X-X ray of FIG. 1) of the tuyere 20.

풍구(20)에는 냉각수 라인 및 미분탄 라인(미도시) 등이 설치되어 있으며 주기적으로 교체되는 소모품이므로, 수분사 노즐(200)은 풍구(20) 외부로 노출되어 있는 산소 공급관(100)의 연결부(120)에 설치될 수 있다. Cooling water line 20 is a cooling water line and a pulverized coal line (not shown) is installed and is replaced periodically, the water spray nozzle 200 is connected to the oxygen supply pipe (100) exposed to the outside of the air opening (20) ( 120).

또한, 수분사 노즐(200)은 산소 공급관(100) 내 어느 위치에라도 설치될 수 있으나, 물 입자의 크기가 클수록 산소의 이송력이 저하되므로 산소 이송력 증가를 위하여 풍구(20)의 유입구(21)에 근접 설치될 수 있다. In addition, the water spray nozzle 200 may be installed at any position in the oxygen supply pipe 100, but the larger the size of the water particles, the lower the transport force of oxygen, so that the inlet port 21 of the tuyere 20 to increase the oxygen transport force It can be installed close to).

도 2에는 물 입자의 크기가 커짐에 따라 중력에 의해 입자가 수직으로 낙하하는 속도가 빨라짐을 보여주는 그래프를 나타내었다. 2 is a graph showing that the speed of the particles fall vertically by gravity as the size of the water particles increases.

수분사 노즐(200)에 의하여 분사되는 물 입자는 수직으로 낙하하여 산소 공급관(100) 내에서 응축되기 전에 산소 또는 기체의 흐름을 따라 용융로(10) 내로 취입될 수 있어야 한다. The water particles sprayed by the water spray nozzle 200 should be able to be blown into the melting furnace 10 along the flow of oxygen or gas before falling vertically and condensed in the oxygen supply pipe 100.

따라서, 수분사 노즐(200)에 의하여 분사되는 물 입자(물방울)의 크기는 산소 공급관(100) 내부에서 응축을 일으키지 않고 용융로(10) 내부로 진입이 가능할 수 있도록 500 마이크로 미터 이하, 특히 10 내지 500 마이크로 미터 범위로 설정될 수 있다. Therefore, the size of the water particles (droplets) sprayed by the water spray nozzle 200 is 500 micrometers or less, particularly 10 to 10 to be able to enter the melting furnace 10 without causing condensation in the oxygen supply pipe (100) It can be set in the range of 500 micrometers.

수분사 노즐(200)은 분사된 물 입자가 산소 공급관(100)의 내벽에 부딪혀 응결되는 것을 방지하기 위해 산소 공급관(100)의 길이 방향(도 1의 X-X선 방향)에 대하여 비스듬하게 배치되어 산소 공급관(100)에 설치될 수 있다. The water spray nozzle 200 is disposed obliquely with respect to the longitudinal direction (XX line direction in FIG. 1) of the oxygen supply pipe 100 to prevent the sprayed water particles from colliding with the inner wall of the oxygen supply pipe 100. It can be installed in the supply pipe (100).

수분사 노즐(200)은 분사되는 물 입자가 산소 공급관(100)의 내벽에 부딪혀 응결되지 않으면서 산소 또는 기체 흐름을 따라 용이하게 취입될 수 있도록 산소 공급관(100)의 길이 방향에 대하여 5도 내지 30도의 범위로 설정되는 각도를 두고 산소 공급관(100)에 설치될 수 있다. Water spray nozzle 200 is 5 degrees to the longitudinal direction of the oxygen supply pipe 100 so that the sprayed water particles can be easily blown along the oxygen or gas flow without being condensed by hitting the inner wall of the oxygen supply pipe 100 It may be installed in the oxygen supply pipe 100 at an angle set in the range of 30 degrees.

수분사 노즐(200)의 일단부는 분사되는 물 입자가 산소 또는 기체 흐름을 따라 용이하게 취입될 수 있도록 산소 공급관(100)의 내부로 설정된 깊이로 삽입될 수 있다. One end of the water spray nozzle 200 may be inserted into a depth set to the inside of the oxygen supply pipe 100 so that the water particles to be injected can be easily blown along the oxygen or gas flow.

수분사 노즐(200)이 산소 공급관(100) 내부로 너무 깊게 삽입되어 설치되면, 산소 공급관(100) 내 면적을 줄이는 등 산소의 흐름을 방해하거나, 강한 기류 때문에 수분사 노즐(200)의 부속품이 탈락되어 산소 공급관(100)을 막을 우려가 있다. If the water spray nozzle 200 is inserted into the oxygen supply pipe 100 too deeply installed, it may interfere with the flow of oxygen, such as reducing the area of the oxygen supply pipe 100, or the accessory of the water spray nozzle 200 may be removed due to strong air flow. There is a risk of falling off and blocking the oxygen supply pipe (100).

따라서, 수분사 노즐(200)에 의하여 분사되는 물 입자가 산소 또는 기체 흐름의 방해를 최소화 하기 위하여, 수분사 노즐(200)은 산소 공급관(100) 내에 삽입되어 설치된 노즐 팁(210)을 포함할 수 있다. Therefore, in order to minimize the disruption of oxygen or gas flow of water particles sprayed by the water spray nozzle 200, the water spray nozzle 200 may include a nozzle tip 210 inserted and installed in the oxygen supply pipe 100. Can be.

수분사 노즐(200)에는 수분사 노즐(200)에 의하여 분사되는 물의 압력을 조절하기 위한 수압 레귤레이터(220)가 설치될 수 있다. The water spray nozzle 200 may be provided with a hydraulic regulator 220 for adjusting the pressure of the water sprayed by the water spray nozzle 200.

또한, 수분사 노즐(200)에는 수분사 노즐(200)에 의하여 분사되는 물의 이물질 등을 여과하기 위한 필터(230)가 설치될 수 있다. In addition, the water spray nozzle 200 may be provided with a filter 230 for filtering a foreign material, such as water sprayed by the water spray nozzle 200.

수분사 노즐(200)은 물에 압력을 가하여 분사하는 일류체 노즐, 또는 물과 함께 다른 기체를 혼합하여 물 입자의 크기를 아주 미세하게 분사하는 이류체 노즐일 수 있다. The water spray nozzle 200 may be a single-fluid nozzle spraying by applying pressure to the water, or a double-fluid nozzle spraying minutely the size of water particles by mixing another gas with water.

수분사 노즐(200)은 일류체 노즐을 포함하며, 일류체 노즐은 물의 압력만을 이용하여 물을 노즐 밖으로 분사하므로, 분사압은 산소 공급관(100) 내의 산소의 압력보다 0.5 내지 1.5 bar 정도 높게 설정되어야 한다. The water spray nozzle 200 includes a hydraulic nozzle, and the hydraulic nozzle injects water out of the nozzle using only the pressure of the water, so that the injection pressure is lower than that of the oxygen in the oxygen supply pipe 100. It should be set about 0.5 to 1.5 bar higher than the pressure.

수분사 노즐(200)은 이류체 노즐을 포함하며, 물과 함께 취입하는 기체로 질소, 공기, 산소 중 어느 하나의 기체 또는 이들을 혼합한 기체 등을 사용할 수 있다. The water spray nozzle 200 may include an airflow nozzle and may use any one of nitrogen, air, and oxygen, or a mixture of these, as a gas blown with water.

질소는 용융로(10) 내에서 반응을 일으키지 않는 비활성 기체이기 때문에, 연소대의 온도를 떨어트리는 효과를 추가적으로 얻을 수 있다. Since nitrogen is an inert gas which does not cause a reaction in the melting furnace 10, the effect of lowering the temperature of the combustion zone can be additionally obtained.

이류체 노즐에 질소를 포함하는 기체를 사용할 경우에는, 추가적인 온도 하락을 고려하여 기체의 사용량을 결정할 수 있다. When using a gas containing nitrogen in the two-fluid nozzle, the amount of use of the gas can be determined in consideration of the additional temperature drop.

이류체 노즐에 산소가 포함된 기체를 사용할 경우, 산소의 양이 수취입을 하지 않을 때에 비해 늘어나는 것을 계산하여 송풍하는 산소의 양을 조절할 수 있다. When using a gas containing oxygen in the two-fluid nozzle, it is possible to control the amount of oxygen blown by calculating that the amount of oxygen is increased compared to when not intake.

즉, 이류체 노즐에 산소가 포함된 기체를 사용할 경우에, 추가 사용된 산소량만큼 산소 공급관(100)을 통하여 공급하는 송풍하는 산소의 양을 저감할 수 있다. That is, when using a gas containing oxygen in the two-fluid nozzle, it is possible to reduce the amount of oxygen to be blown through the oxygen supply pipe 100 by the amount of additional oxygen used.

이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구 수취입 장치의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, the operation of the tuyere mouth receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

산소 메인 배관(30)으로부터 분기되어 용융로(10)의 풍구(20)로 연결되는 산소 공급관(100) 내에는 예컨대, 6 bar.g 이상의 압축 산소가 약 20 m/s 정도의 속도로 흐르고 있다. For example, 6 bar.g or more of compressed oxygen flows at a speed of about 20 m / s in the oxygen supply pipe 100 branched from the oxygen main pipe 30 and connected to the tuyeres 20 of the melting furnace 10.

이 산소 공급관(100)의 용융로(10) 외부로 노출되어 있는 연결부(120)의 측벽에 수분사 노즐(200)이 설치되어 있다. The water spray nozzle 200 is provided on the side wall of the connection part 120 exposed to the outside of the fusion furnace 10 of this oxygen supply pipe 100.

또한, 수분사 노즐(200)은 물 입자 크기를 작게 하여 산소의 이송력을 증가하기 위하여 풍구(20)의 유입구(21)에 근접되게 설치되어 있다. In addition, the water spray nozzle 200 is installed in close proximity to the inlet 21 of the tuyere 20 in order to reduce the water particle size to increase the transport force of oxygen.

이와 같이 설치된 수분사 노즐(200)에 의하여, 상온의 물을 미립자로 분사하면 산소 공급관(100) 내에서 응축을 발생시키지 않으면서, 산소 공급관(100) 내 산소 또는 기체를 기송 매체로 삼아 용융로(10) 노 내로 물을 취입할 수 있다.By spraying water at room temperature into the fine particles by the water spray nozzle 200 installed as described above, it is possible to use oxygen or gas in the oxygen supply pipe 100 as a carrier medium without causing condensation in the oxygen supply pipe 100, 10) Water can be blown into the furnace.

또한, 도 2는 물 입자의 크기가 커짐에 따라 중력에 의해 입자가 수직으로 낙하하는 속도가 빨라짐을 보여주는 그래프를 나타내고 있다. In addition, Figure 2 shows a graph showing that the speed of the particles fall vertically by gravity as the size of the water particles increases.

물 입자가 수직으로 낙하하여 산소 공급관(100) 내에서 응축되기 전에 산소의 흐름을 따라 융융로(10) 내로 취입될 수 있어야 한다. Before the water particles fall vertically and condense in the oxygen supply pipe 100, it must be able to be blown into the melting furnace 10 along the flow of oxygen.

도 2에 도시된 바에 따르면, 물 입자(물방울)의 크기가 500 마이크로 미터일 때 수직으로 낙하하는 속도는 약 1 m/s이며, 산소 공급관(100)의 직경을 80 mm 라고 가정할 경우에 낙하하는데 걸리는 시간은 0.08 초이다. As shown in FIG. 2, when the size of the water particles (droplets) is 500 micrometers, the vertical drop speed is about 1 m / s, and it is assumed that the diameter of the oxygen supply pipe 100 is 80 mm. The time taken is 0.08 seconds.

산소 공급관(100) 내 기체의 유속이 20 m/s 일 때, 산소의 흐름에 따라 500 마이크로 미터의 물방울이 이동할 수 있는 수평거리는 약 1.6m 이며 이는 통상적인 산소 공급관의 길이와 유사하다. When the flow rate of the gas in the oxygen supply pipe 100 is 20 m / s, the horizontal distance that the water droplets of 500 micrometers can move according to the flow of oxygen is about 1.6m, which is similar to the length of a conventional oxygen supply pipe.

따라서, 물방울의 크기는 500 마이크로 미터 이하가 되어야 산소 공급관 내부 바닥에 응축을 일으키지 않고 용융로(10) 내로 진입이 가능하다.Therefore, the size of the water droplets should be 500 micrometers or less to allow access into the melting furnace 10 without causing condensation on the bottom of the oxygen supply pipe.

수분사 노즐(200)은 산소 공급관(100)의 길이 방향(도 1의 X-X 방향)에 대하여 5도 내지 30도의 각도로 비스듬하게 배치되어 산소 공급관(100)에 설치되어 있으므로, 수분사 노즐(200)에 의하여 분사된 물 입자가 산소 공급관(100) 내벽에 부딪혀 응결되는 것을 방지할 수 있다. Since the water spray nozzle 200 is disposed obliquely at an angle of 5 degrees to 30 degrees with respect to the longitudinal direction (XX direction in FIG. 1) of the oxygen supply pipe 100 and is installed in the oxygen supply pipe 100, the water spray nozzle 200 It is possible to prevent the water particles injected by the (b) hit the inner wall of the oxygen supply pipe 100 to condense.

또한, 수분사 노즐(200)이 산소 공급관(100) 내에 너무 깊게 설치되면 산소 공급관(100) 내 면적을 줄이는 등 산소의 흐름을 방해하거나, 강한 기류 때문에 수분사 노즐(200) 부속품이 탈락되어 산소 공급관(100)을 막을 우려가 있다. In addition, when the water spray nozzle 200 is installed too deep in the oxygen supply pipe 100, the flow of oxygen, such as reducing the area of the oxygen supply pipe 100, or interrupts the flow of oxygen, or because of the strong air flow of the water spray nozzle 200 accessories are dropped out and oxygen There is a risk of blocking the supply pipe 100.

이 때문에, 수분사 노즐(200)의 노즐 팁(210) 부분을 산소 공급관(100) 내에 삽입하여 설치하고 있으므로, 수분사 노즐(200)에 의한 산소 흐름의 방해를 최소화 할 수 있다. For this reason, since the nozzle tip 210 of the water spray nozzle 200 is inserted into the oxygen supply pipe 100 and installed, the disturbance of the oxygen flow by the water spray nozzle 200 can be minimized.

10: 용융로
11: 노체
20: 풍구
30: 산소 메인 배관
100: 산소 공급관
200: 수분사 노즐
210: 노즐 팁
220: 수압 레귤레이터10: melting furnace
11: noche
20: air ball
30: oxygen main piping
100: oxygen supply pipe
200: water spray nozzle
210: nozzle tip
220: hydraulic regulator

Claims (12)

용융로의 풍구에 연결되어 산소 또는 산소를 포함하는 기체를 상기 풍구에 공급하기 위한 산소 공급관, 및
상기 산소 공급관의 측면에 설치되어, 상기 산소 공급관 내부를 흐르는 상기산소 또는 산소를 포함하는 기체를 기송 매체로 하여 상기 용융로 내부로 물을 공급하기 위한 수분사 노즐을 포함하는, 풍구 수취입 장치.An oxygen supply pipe connected to the tuyere of the melting furnace to supply oxygen or a gas containing oxygen to the tuyere, and
And a water spray nozzle disposed on a side of the oxygen supply pipe and configured to supply water into the melting furnace using a gas containing oxygen or oxygen flowing through the oxygen supply pipe as a carrier medium. 제1항에 있어서,
상기 산소 공급관은, 상기 풍구 내에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부와 연결되고 상기 용융로의 노체 외부로 노출되며 상기 풍구에 산소를 취입하기 위한 산소 메인 배관과 연결되는 연결부를 포함하는, 풍구 수취입 장치.The method of claim 1,
The oxygen supply pipe includes an insertion part inserted into the tuyere, and a connection part connected to the insertion part and exposed to the outside of the furnace body of the melting furnace and connected to an oxygen main pipe for blowing oxygen into the tuyere. Device. 제2항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 상기 산소 공급관의 연결부에 설치되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 2,
The water jet nozzle is installed on the connection portion of the oxygen supply pipe, wind blowing receiving device. 제3항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 상기 풍구의 유입구에 근접 설치되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 3,
The water jet nozzle is to be installed in close proximity to the inlet of the tuyere, tuyere receiving apparatus. 제1항에 있어서,
상기 수분사 노즐에 의하여 분사되는 물 입자의 크기는, 10 마이크로 미터 내지 500 마이크로 미터 범위로 설정되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 1,
The size of the water particles sprayed by the water spray nozzle is set in the range of 10 micrometers to 500 micrometers. 제1항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 상기 산소 공급관의 길이 방향에 대하여 비스듬하게 배치되어 상기 산소 공급관에 설치되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 1,
The water jet nozzles are arranged obliquely with respect to the longitudinal direction of the oxygen supply pipe is installed in the oxygen supply pipe, wind blowing receiving device. 제6항에 있어서,
상기 수분사 노즐은, 상기 산소 공급관의 길이 방향에 대하여 5도 내지 30도의 범위로 설정되는 각도를 두고 상기 산소 공급관에 설치되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 6,
The water jet nozzle is installed in the oxygen supply pipe at an angle set to a range of 5 degrees to 30 degrees with respect to the longitudinal direction of the oxygen supply pipe. 제7항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 상기 산소 공급관에 삽입되어 설치된 노즐 팁을 포함하는, 풍구 수취입 장치.The method of claim 7, wherein
The water jet nozzle includes a nozzle tip is inserted into the oxygen supply pipe, the nozzle tip receiving apparatus. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수분사 노즐은, 물에 압력을 가하여 분사하는 일류체 노즐, 또는 물과 함께 다른 기체를 혼합하여 물 입자를 미세 입자로 분사하는 이류체 노즐인 것인, 풍구 수취입 장치.The method according to any one of claims 1 to 8,
The water jet nozzle is a hydraulic nozzle that applies pressure to water and sprays, or a two-fluid nozzle that mixes other gases together with water and injects water particles into fine particles. 제9항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 일류체 노즐을 포함하며, 상기 일류체 노즐의 물의 분사압은 상기 산소 공급관 내의 산소의 압력보다 0.5 내지 1.5 bar 높게 설정되는 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 9,
The water spray nozzle comprises a hydraulic nozzle, the injection pressure of the water of the hydraulic nozzle is set to 0.5 to 1.5 bar higher than the pressure of the oxygen in the oxygen supply pipe, blow mouth receiving apparatus. 제9항에 있어서,
상기 수분사 노즐은 이류체 노즐일을 포함하며, 물과 함께 취입하는 기체는 질소, 공기, 산소 중 어느 하나의 기체 또는 이들을 혼합한 기체인 것인, 풍구 수취입 장치.The method of claim 9,
The water jet nozzle includes a two-fluid nozzle, the gas blown with water is any one of nitrogen, air, oxygen, or a mixture thereof, gas blowing receiving device. 제11항에 있어서,
상기 이류체 노즐에 산소가 포함된 기체를 사용할 경우, 상기 기체에 포함된 산소량만큼 상기 산소 공급관에 공급되는 산소량을 저감하는 것인, 풍구 수취입 장치. The method of claim 11,
When using a gas containing oxygen in the two-fluid nozzle, it is to reduce the amount of oxygen supplied to the oxygen supply pipe by the amount of oxygen contained in the gas, blowing mouth receiving apparatus.
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